Hva er en kvantumbrønn?

En kvantebrønn brukes til å begrense elektroner på spesifikke energinivåer.Kvantebrønner består av en ekstremt tynn halvleder med et lite båndgap, hviler mellom materiale med et større båndgap.De er ekstremt små, vanligvis mellom 1 og 20 nanometer.De brukes ofte i laserdioder og infrarød avbildning.

Dette godt bruker egenskapene til elektronatferd og båndhull for å fungere.Båndsgap er områder i en elektronbane mellom grunntilstanden, der elektroner hviler normalt, og ledningsbåndet, høyere energi -orbitaler elektroner flytter til når de er begeistret.Hullene er barrierer mellom grunntilstandsbåndene og ledningsbåndene, som forhindrer elektronene i å nå ledningsbåndet uten å få mer energi enn de har i bakketilstandene.Jo større båndgapet, jo mer energi er nødvendig for at elektronene skal hoppe dette gapet og nå ledningsbåndet.

Når elektronet når ledningsbåndet, slipper det overflødig energi og faller tilbake i bakketilstanden.Ved å plassere en mikroskopisk tynn halvleder mellom materiale med båndhull for bredt for elektroner å hoppe lett, kan forskere tvinge elektronene til å forbli i det todimensjonale området til den tynne halvlederen.Fangstelektroner på denne måten gir mulighet for spesifikk energimanipulering.

Siden elektronene bare kan bevege seg i to retninger, kan de bare produsere den typen energi forskeren eller produsenten ønsker.Denne energien er også fokusert i en ekstremt smal strøm.På grunn av dette fokuset skaper kvantebrønner nøyaktige lasere for optiske enheter.Et kjent eksempel på en kvantebrønn er i de leste laserne i Compact Disc (CD) -spillere.

Quantum Wells heter Named Wells, ikke bare på grunn av deres oppførsel av å fange elektroner som en brønn ville felle vann, men også på grunn av deresutseende når det er grafert.Når kvantebrønner er avbildet på energi kontra posisjonsgrafer, ser de ut som dype daler, eller brønner, ofte i en rektangulær form.En kvantebrønn er en type potensiell brønn, noe som betyr at det er et potensial for et minimum, fast mengde energi som skal produseres.

dyrket, snarere enn skapt, er en kvantbrønn vanligvis laget av materiale som galliumarsenid omgitt av aluminiumarsenid.Brønner dyrkes, oftest, av en prosess som kalles molekylær stråleepitaksi, som bruker en effusjonscelle for å skyte molekyler av stoffet ved et basisstoff.Denne metoden skaper et enkelt atomlag av brønnmaterialet med hver skyting av cellen.